JP3070859B2 - Environmentally resistant electronic devices - Google Patents

Environmentally resistant electronic devices

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JP3070859B2
JP3070859B2 JP2007022A JP702290A JP3070859B2 JP 3070859 B2 JP3070859 B2 JP 3070859B2 JP 2007022 A JP2007022 A JP 2007022A JP 702290 A JP702290 A JP 702290A JP 3070859 B2 JP3070859 B2 JP 3070859B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、放射線環境下に置かれる宇宙機(人工衛
星,宇宙船,宇宙ステーション等)あるいは原子炉用ロ
ボットに搭載する耐環境性電子装置に係り、特に、小型
軽量化,低消費電力化,低価格化に好適な耐環境性電子
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an environment-resistant electronic device mounted on a spacecraft (artificial satellite, spacecraft, space station, etc.) or a robot for a nuclear reactor placed in a radiation environment. In particular, the present invention relates to an environment-resistant electronic device suitable for reduction in size, weight, power consumption, and price.

[従来の技術] 人類の活動範囲の拡大に従い、例えば、宇宙や原子炉
内等の放射線量の高い極限環境下でも正確に動作するコ
ンピュータ等の耐環境性電子装置が必要になってきてい
る。放射線環境下で動作させる半導体集積回路等の電子
装置は、トランジェント・ドーズ耐性を持たせないと、
放射線の影響による誤動作が多くなり、実用にならな
い。トランジェント・ドーズとは、入射した放射線また
は二次的に発生した荷電粒子の作用により一時的に発生
する現象であり、メモリのデータが変化してしまうシン
グルイベント・アップセットや、CMOS−IC等の寄生サイ
リスタをターンオンさせて大電流を電源グランド間に流
してしまうラッチアップがある。この現象は、電子装置
の正常動作を妨げ、信頼性や動作の連続性を損ねてしま
うので、放射線環境下で用いる電子装置には、トランジ
ェント・ドーズ対策を施す必要がある。
[Prior Art] With the expansion of the range of activities of mankind, for example, environment-resistant electronic devices such as computers that operate accurately even in extreme environments with a high radiation dose, such as in space or in nuclear reactors, are required. Electronic devices such as semiconductor integrated circuits that operate in a radiation environment must have transient-dose resistance.
Malfunctions due to the effects of radiation increase, making it impractical. Transient dose is a phenomenon that occurs temporarily due to the action of incident radiation or secondary charged particles, such as single-event upsets that change the data in memory or CMOS-ICs. There is a latch-up in which a parasitic thyristor is turned on and a large current flows between power supply grounds. Since this phenomenon hinders the normal operation of the electronic device and impairs the reliability and continuity of the operation, it is necessary to take a transient dose countermeasure for the electronic device used in a radiation environment.

トランジェント・ドーズ対策に関する従来技術とし
て、 (1)フォールト・トレラント技術を用いシステムレベ
ルで対応する方法(文献「V60を用いた宇宙ステーショ
ン用制御装置研究用モデル」、32ビットマイクロプロセ
ッサ応用・開発・評価、pp95−124、日経マグロヒル、
昭和63年4月20日や、文献「耐故障性を有する人工衛星
搭載コンピュータの開発」電子情報通信学会宇宙航行エ
レクトロニクス研究会技術報告SANE86−43)。
Conventional technologies for transient dose countermeasures include: (1) A method to respond at the system level using fault-tolerant technology (Document "Model for researching control devices for space stations using V60", 32-bit microprocessor application, development, and evaluation) , Pp95-124, Nikkei Tuna Hill,
April 20, 1988, and the document "Development of a computer with a fault-tolerant artificial satellite", IEICE Technical Report on Space Navigation Electronics SANE86-43).

(2)IC自体にトランジェント・ドーズ耐性を持たせる
方法。
(2) A method for imparting transient dose resistance to the IC itself.

の2つがある。There are two.

第12図は、システムレベルでトランジェント・ドーズ
対策を施した耐環境性電子装置の構成図である。この耐
環境性電子装置は、装置1をN重化した冗長化構成と
し、同一機能を持ち同一処理を行う各冗長系1−1〜1
−Nをシステムバス6で接続し、一部の冗長系がトラン
ジェント・ドーズの影響を受けて誤動作しても、他の正
常動作している冗長系でマスクすることで、誤動作の悪
影響を排除するものである。第13図は、従来の別の耐環
境性電子装置の構成図である。第12図の従来例が各冗長
系をシステムバス6で接続しているのに対し、第13図の
従来例では、各冗長系1−1〜1−Nを夫々通信路8で
制御回路5に接続し、制御回路5から最終出力10を得て
いる。制御回路5としては、出力切替回路や多数決回路
等がある。
FIG. 12 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device in which a transient dose countermeasure has been taken at a system level. This environment-resistant electronic device has a redundant configuration in which the device 1 is N-folded, and each of the redundant systems 1-1 to 1 having the same function and performing the same processing.
-N is connected by the system bus 6, and even if a part of the redundant system malfunctions due to the influence of the transient dose, the adverse effect of the malfunction is eliminated by masking with another normally operating redundant system. Things. FIG. 13 is a configuration diagram of another conventional environment-resistant electronic device. In the conventional example of FIG. 12, each redundant system is connected by a system bus 6, whereas in the conventional example of FIG. 13, each of the redundant systems 1-1 to 1-N is connected to a control circuit 5 by a communication path 8. To obtain the final output 10 from the control circuit 5. The control circuit 5 includes an output switching circuit, a majority decision circuit, and the like.

また、CMOS−IC自体にトランジェント・ドーズ耐性を
持たせる従来の工夫として (1)ラッチアップ対策 a.スタティック構成の回路を使用 b.ガード・バンドの強化(特開昭55−141751号) c.トランジスタ間の距離の拡大 d.SOI(Silicon on Insulator)やSOS(Silicon on Sap
hire)の採用 (2)シングルイベント・アップセット対策 a.クリティカル・チャージの増大(低集積化) b.SOI,SOSの採用 がある。
In addition, as a conventional measure to make the CMOS-IC itself have transient dose resistance, (1) Measures against latch-up a. Use a circuit with a static configuration b. Enhance guard band (Japanese Patent Laid-Open No. 55-141751) c. Increasing the distance between transistors d. SOI (Silicon on Insulator) and SOS (Silicon on Sap
hire) (2) Single event upset countermeasures a. Increase in critical charge (low integration) b. Use of SOI and SOS.

[発明が解決しようとする課題] 上述した従来技術は、次の様な問題を解決するまでに
は至っていない。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-described conventional techniques have not yet solved the following problems.

(I)多重化構成の電子装置の問題点: 第14図の様に、バス6に出力を接続する冗長系1−i
の論理ゲート107−i(多くの場合、3ステートバッフ
ァである。)にラッチアップが発生した場合、論理ゲー
ト107−iの出力値は保証されないので(多くの場合、
トランジスタがオン状態となり、電源電圧が短絡電流の
ために低下しローレベル固定となるので)、バス6に異
常な信号が出力されることになる。つまり、論理ゲート
107−iのラッチアップによりバス6が正常動作しなく
なり、他の冗長系1−jがバス6を使用できなくなる。
特に、通信制御信号を出力している論理ゲートでラッチ
アップが発生した場合、その影響はシステム全体に影響
を及ぼすことになる。例えば、ラッチアップが発生した
ために通信制御信号線に通信リクエスト信号が出力され
たままと同じ状態になると、他の冗長系はリクエスト信
号による割込み処理により他の処理ができなくなり、シ
ステムダウンを起こす畏れが生じる。このような誤った
通信制御信号の発生は、上述した論理ゲート107−iで
のラッチアップだけでなく、通信を制御するインタフェ
ース部のシングルイベントアップセットによる誤動作で
も生じる。また、この問題は、冗長系間をバス以外の手
段で接続している場合にも発生する。
(I) Problems of multiplexed electronic device: As shown in FIG. 14, redundant system 1-i connecting output to bus 6
If the latch-up occurs in the logic gate 107-i (often a three-state buffer), the output value of the logic gate 107-i is not guaranteed (in many cases,
Since the transistor is turned on and the power supply voltage is reduced due to the short-circuit current and is fixed at the low level, an abnormal signal is output to the bus 6. That is, the logic gate
The bus 6 does not operate normally due to the latch-up of 107-i, and the other redundant system 1-j cannot use the bus 6.
In particular, if a latch-up occurs in a logic gate outputting a communication control signal, the effect will affect the entire system. For example, if the communication request signal remains output to the communication control signal line due to the occurrence of latch-up, the other redundant system cannot perform other processing due to the interrupt processing by the request signal, and may cause a system down. Occurs. Such an erroneous communication control signal is generated not only by the above-described latch-up at the logic gate 107-i, but also by a malfunction due to a single event upset of the interface unit for controlling communication. This problem also occurs when the redundant systems are connected by means other than the bus.

次に、第15図の様に、論理ゲート108の出力信号110が
論理ゲート109に入力されているときに論理ゲート109で
ラッチアップが発生した場合を考える。この場合、論理
ゲート109のラッチアップによる論理ゲート108への直接
の影響はない。しかし、論理ゲート109をラッチアップ
から回復させるために論理ゲート109の電源を一旦遮断
し、所定時間後に再投入する必要がある。しかし、この
電源再投入時に、第16図に示す様に、論理ゲート108の
出力信号がハイレベルだった場合、論理ゲート109の入
力電位が電源電圧よりも高くなっているので、論理ゲー
ト109は再びラッチアップを発生してしまう。論理ゲー
ト109のラッチアップを再発させないためには、 (1)論理ゲート109の電源遮断中は、論理ゲート108の
出力信号の値を強制的にローレベルにする。
Next, consider a case where latch-up occurs in the logic gate 109 while the output signal 110 of the logic gate 108 is being input to the logic gate 109 as shown in FIG. In this case, there is no direct effect on the logic gate 108 due to the latch-up of the logic gate 109. However, in order to recover the logic gate 109 from latch-up, it is necessary to temporarily turn off the power of the logic gate 109 and then turn it on again after a predetermined time. However, when the power supply is turned on again, as shown in FIG. 16, when the output signal of the logic gate 108 is at a high level, the input potential of the logic gate 109 is higher than the power supply voltage, so that the logic gate 109 is Latch-up occurs again. To prevent the latch-up of the logic gate 109 from recurring: (1) While the power of the logic gate 109 is shut off, the value of the output signal of the logic gate 108 is forced to a low level.

(2)システム全体の電源を遮断し、該電源を再投入す
る。
(2) Shut off the power supply of the whole system and turn on the power supply again.

の方法がある。全ての論理ゲートでラッチアップが同時
に発生する可能性があることを考慮すると、前記(1)
の方法を採用する場合は、全ての論理ゲートの出力信号
の値を強制的にローレベルにする機能を持たせなければ
ならないという問題がある。また、前記(2)の方法を
採用する場合は、システム全体の電源を遮断しなければ
ならないため、電源遮断中はシステム全体の動作が停止
してしまうという問題がある。つまり、ラッチアップ発
生毎にシステムが停止し、処理の連続性が損なわれてし
まう。
There is a method. Considering that latch-up may occur simultaneously in all logic gates,
When the method of (1) is adopted, there is a problem that a function must be provided for forcibly setting the values of the output signals of all the logic gates to a low level. In addition, when the method (2) is adopted, the power of the entire system must be shut off, so that there is a problem that the operation of the entire system is stopped while the power is shut off. That is, the system is stopped every time latch-up occurs, and the continuity of the processing is impaired.

(II)単一部(第13図の単一部)を備える電子装置の問
題点: 単一部を備える多重化構成の電子装置にあっては、単
一部でシングルイベントアップセットが発生した場合、
その影響が出力信号10に出てしまうという問題がある。
(II) Problems with an electronic device having a single part (single part in FIG. 13): In a multiplexed electronic device having a single part, a single event upset occurred in the single part. If
There is a problem that the effect appears on the output signal 10.

(III)CMOS−IC自体にトランジェント・ドーズ耐性を
持たせた場合の問題点: CMOS−IC自体にトランジェント・ドーズ耐性を持たせ
る場合、素子の集積度を低下させてチップ面積を増大さ
せている。また、クリティカルチャージを増大させるた
めにも、個々の素子を大きくすることで、つまり素子集
積度を低下させることで、対処している。素子集積度を
低下させ、チップ面積を増大させることは、消費電力を
増大させ、処理速度を低下させる一方、電子装置の重量
を増加させるという問題がある。
(III) Problems when CMOS-IC itself has transient dose resistance: When CMOS-IC itself has transient dose resistance, the degree of integration of elements is reduced and the chip area is increased. . In order to increase the critical charge, the size of each element is increased, that is, the degree of element integration is reduced. Decreasing the degree of element integration and increasing the chip area increases power consumption and processing speed, while increasing the weight of the electronic device.

上述した従来技術の諸問題を整理すると、耐環境性電
子装置の信頼性を向上させるには冗長系を多くする必要
があるが、各冗長系を構成するCMOS−ICのチップ面積を
大きくしなければならないため全体の構成が大きくな
り、しかも、シングルイベント現象の影響がシステム全
体に波及しないような構成にしなければならないという
問題がある。
To summarize the above-mentioned problems of the prior art, it is necessary to increase the number of redundant systems in order to improve the reliability of environment-resistant electronic devices. However, it is necessary to increase the chip area of the CMOS-IC constituting each redundant system. Therefore, there is a problem in that the overall configuration becomes large and the configuration must be such that the influence of the single event phenomenon does not spread to the entire system.

耐環境性電子装置は、宇宙や原子炉内等の極限環境下
で使用する関係上、小型軽量化がポイントであり、例え
ば衛星軌道上に打ち上げるコストを考えた場合、1グラ
ムでも軽量なものを製造する必要がある。このために
も、素子の集積度を上げて小型軽量化を図る必要がある
が、前述したように、耐トランジェント・ドーズのため
に素子の集積度を低下させなければならない。つまり、
従来の耐環境性電子装置には、素子の高密度集積化の方
向にある技術進歩の成果を適用することができず、別の
技術開発を進展させなければならないことを意味する。
また、耐トランジェント・ドーズのための対策を施した
電子装置に耐する需要は極めて少なく、これらの製造設
備の稼働率は極端に低いのが現状である。従って、耐環
境性電子装置の製造コストは極めて高くなるという問題
がある。
Since environmentally resistant electronic devices are used in extreme environments, such as in space or in nuclear reactors, the key is to reduce the size and weight. For example, considering the cost of launching into satellite orbit, a device that is as light as 1 gram can be used. Need to be manufactured. To this end, it is necessary to increase the degree of integration of the element to reduce the size and weight. However, as described above, the degree of integration of the element must be reduced for transient dose resistance. That is,
In the conventional environment-resistant electronic device, the result of technological progress in the direction of high-density integration of elements cannot be applied, which means that another technological development has to be advanced.
Also, there is very little demand for electronic devices that have been subjected to measures for transient dose resistance, and the operating rate of these manufacturing facilities is extremely low at present. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost of the environment-resistant electronic device becomes extremely high.

本発明の第1の目的は、近年の高集積化の技術を適用
して低コストで小型軽量化を図ることができ、しかもト
ランジェント・ドーズの影響がシステム全体に波及する
ことのない耐環境性電子装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to reduce the size and weight at low cost by applying the recent high integration technology, and furthermore, to provide an environmental resistance which does not affect the entire system due to the effects of transient dose. An electronic device is provided.

本発明の第2の目的は、ラッチアップが発生したとき
にシステム全体の電源を遮断することなく、システム動
作の連続性を保持できる耐環境性電子装置を提供するこ
とにある。
A second object of the present invention is to provide an environment-resistant electronic device that can maintain continuity of system operation without shutting off the power supply of the entire system when latch-up occurs.

[課題を解決するための手段] 上記第1の目的は、トランジェント・ドーズ対策を施
したプロセスによる素子で構成した単一部の他に、多重
化した冗長系を備える耐環境性電子装置において、各冗
長系の構成部のうち冗長系の間あるいは冗長系と前記単
一部との間を接続するインタフェース部をトランジェン
ト・ドーズ対策を施したプロセスによる素子で構成する
と共に各冗長系の前記インタフェース部以外の他の構成
部をトランジェント・ドーズ対策を施さないプロセスに
よる素子で構成し、前記各冗長系のトランジェント・ド
ーズ対策を施さないプロセスによる素子で構成された構
成部の素子集積度を前記トランジェント・ドーズ対策を
施したプロセスによる素子で構成された構成部の素子集
積度のM倍とすると共に前記冗長系のトランジェント・
ドーズ対策を施さないプロセスによる素子で構成された
構成部を信頼度を補償するN重化構成(N<M)とした
ことで、達成される。
[Means for Solving the Problems] The first object of the present invention is to provide an environment-resistant electronic device having a multiplexed redundant system in addition to a single unit composed of elements formed by a process in which measures against transient dose are taken. The interface unit for connecting the redundant system or between the redundant system and the single unit among the constituent units of each redundant system is constituted by an element by a process in which a measure against transient dose is taken, and the interface unit of each redundant system is provided. The other components are constituted by the elements by the process not taking the transient dose measure, and the element integration degree of the components constituted by the elements by the process without the measure of the transient dose of each of the redundant systems is changed by the transient factor. It is M times as high as the element integration degree of a component constituted by an element formed by a process that has taken a dose countermeasure, and the redundant transformer Gent
This is attained by using an N-fold configuration (N <M) for compensating the reliability of a component configured by an element formed by a process that does not take a dose measure.

上記第2の目的は、ラッチアップ発生時に該ラッチア
ップに係る冗長系の全部または一部毎に或いは素子毎に
電源を遮断し所定時間後に該電源を再投入する電源制御
手段を設けることで、達成される。
The second object is to provide a power supply control unit that shuts off the power supply for all or a part of a redundant system related to the latch-up or for each element when a latch-up occurs, and turns the power on again after a predetermined time. Achieved.

[作用] 冗長系の各インタフェース部にトランジェント・ドー
ズ対策を施すことで、トランジェント・ドーズがシステ
ム全体に波及するのを防止できる。また、インタフェー
ス部以外の個所を非トランジェント・ドーズ対策部とす
ることで、この非トランジェント・ドーズ対策部の高集
積化が可能となり、一般の高集積化技術を適用でき、又
N重化構成としたことで信頼度を補償でき、これにより
小型軽量化を図ることが可能となる。
[Operation] By taking measures against transient dose for each of the redundant system interfaces, it is possible to prevent the transient dose from spreading to the entire system. In addition, by using a non-transient dose countermeasure unit at a location other than the interface unit, it is possible to highly integrate the non-transient dose countermeasure unit. By doing so, the reliability can be compensated for, and it is possible to reduce the size and weight.

ラッチアップ発生個所毎に電源オフと再投入を行う手
段を設けることで、ラッチアップ発生毎にシステムの全
体動作を停止させる必要がなくなる。
By providing means for turning off and on the power at each latch-up occurrence point, it is not necessary to stop the entire operation of the system every time the latch-up occurs.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

多重化した冗長系からなるフォールト・トレラントシ
ステムにおいて、冗長系を構成する素子のうち他の冗長
系または単一部と接続している素子、及び単一部を構成
する素子のトランジェント・ドーズ対策を施すことによ
り、ラッチアップによるバスへの異常な信号の出力,電
源再投入時のラッチアップの再発生,単一部でのシング
ルイベント・アップセットの影響を防止する。冗長系の
なかのトランジェント・ドーズ対策を施さない部分での
トランジェント・ドーズの影響は、フォールト・トレラ
ント技術で防ぐ。耐環境性電子装置を構成する素子のう
ち、トランジェント・ドーズ対策を施す素子を限定する
ことで、それ以外の部位の多重化及び高集積化を図り、
システム全体の小型軽量化、低消費電力化、高速化を図
る。
In a fault-tolerant system consisting of multiplexed redundant systems, measures must be taken for transient doses of the redundant system elements that are connected to other redundant systems or a single part, and the elements that form the single part. This prevents abnormal signal output to the bus due to latch-up, re-occurrence of latch-up when power is turned on again, and the effects of a single event upset in a single unit. The effect of transient dose on the part of the redundant system where transient dose measures are not applied is prevented by fault-tolerant technology. Of the elements constituting the environment-resistant electronic device, by limiting the elements that are subjected to the transient dose countermeasure, the other parts are multiplexed and highly integrated,
Reduce the size, weight, power consumption, and speed of the entire system.

ここで、例えばメモリ装置を、高集積化技術により集
積度を上げると共に多重化した場合のチップ面積の低減
効果について具体的数値を上げて説明する。
Here, for example, the effect of reducing the chip area when a memory device is multiplexed while increasing the degree of integration by a high integration technology will be described by increasing specific numerical values.

メモリ装置のトランジェント・ドーズに対する耐性つ
まりシングルイベント・アップセットやラッチアップに
対する耐性は、集積度が高くなるほど低下する。これ
は、個々の素子の大きさが小さくなり、1個の放射線に
よる影響が大きくなるためである。例えば、文献「シン
グルイベント・アップセット・メカニズム・アンド・プ
レディクションズ」ジェームズ・C・ピックル著(Jame
s C Pickel,“SINGLEEVENT UPSET MECHANISM AND PREDI
CTIONS",Turtorial Short Course IEEE Nuclear and Sp
ace Radiation Effects Conference,Tennessee USA,Jul
y 1983))の第56頁第59図によれば、バルクCMOSメモリ
装置を5μmプロセスで製造したときに比べ、0、3μ
mプロセスで製造したときは、シングルイベント・アッ
プセット発生率は、最悪の場合、10-6(回/bit・日)か
ら10-5(回/bit・日)と10倍になる。このときのメモリ
装置の10000日間の信頼度(10000日間シングルイベント
は発生せずに動作する確率)は、5μmプロセスの場合
には、R(5μm)=0.99であるが、0.3μmプロセス
の場合には、R(0.3μm)=0.9となり、信頼度は低下
する。しかし、この信頼度の低下は、多重化すること
で、補償できる。0.3μmプロセスによるメモリ装置を
3重化し、メモリ装置から読み出すデータの多数決をと
る場合の信頼度Rv(0.3μm)は、 Rv(0.3μm)=3R(0.3μm)−2R(0.3μm) =3×0.81−2×0.729 =0.972 となる。つまり、0.3μmプロセスでメモリ装置を集積
化した場合、3重化することで、5μmプロセスで製造
したメモリ装置と同時の信頼度が得られることになる。
しかも、チップ面積を考えた場合、3重化した0.3μm
プロセスのメモリ装置は、5μmプロセスのメモリ装置
に比べ、 3×(0.3μm)2/(5μm)=0.0108 つまり、100分の1の面積でよくなる。3重化したメモ
リ装置には多数決回路が必要になるが、この多数決回路
の面積はメモリ装置より小面積で済むので、全体の総チ
ップ面積は従来に比べてはるかに小さくなる。
The immunity of the memory device to transient doses, i.e., the immunity to single event upsets and latch-ups, decreases as the degree of integration increases. This is because the size of each element is reduced and the influence of one radiation is increased. For example, the document "Single Event Upset Mechanism and Predictions" by James C. Pickle (James
s C Pickel, “SINGLEEVENT UPSET MECHANISM AND PREDI
CTIONS ", Turtorial Short Course IEEE Nuclear and Sp
ace Radiation Effects Conference, Tennessee USA, Jul
y 1983)), p. 56, FIG. 59, shows that the bulk CMOS memory device is 0, 3 .mu.m less than when it is manufactured by a 5 .mu.m process.
When manufactured by the m process, the single event upset occurrence rate is 10 times ( 10-6 (times / bit / day) to 10-5 (times / bit / day) in the worst case. At this time, the reliability of the memory device for 10,000 days (the probability of operating without generating a single event for 10,000 days) is R (5 μm) = 0.99 in the case of the 5 μm process, but is in the case of the 0.3 μm process. Is R (0.3 μm) = 0.9, and the reliability is reduced. However, this reduction in reliability can be compensated for by multiplexing. The reliability Rv (0.3 μm) when a memory device is tripled by a 0.3 μm process and the majority of data read from the memory device is determined is Rv (0.3 μm) = 3R (0.3 μm) 2 −2R (0.3 μm) 3 = 3 x 0.81-2 x 0.729 = 0.972. That is, when the memory device is integrated by the 0.3 μm process, the reliability can be obtained at the same time as the memory device manufactured by the 5 μm process by making the memory device triple.
Moreover, considering the chip area, tripled 0.3 μm
The memory device for the process is 3 × (0.3 μm) 2 / (5 μm) 2 = 0.0108 as compared with the memory device for the 5 μm process. Although the triple memory device requires a majority circuit, the area of the majority circuit is smaller than that of the memory device, so that the total chip area is much smaller than that of the conventional memory device.

つまり、多重化(冗長化)により多重度(冗長系の
数)以上に冗長系のチップ面積を小さくすることがで
き、全体のチップ面積の縮小化を図ることが可能とな
る。このチップ面積の削減は、単に物理的形状の小型化
に留まらず、軽量化、低消費電力化にもつながる。更
に、一般の高集積化技術の適用が可能なため、システム
の開発工程や開発製造コストも大幅に削減される。
In other words, the multiplexing (redundancy) can reduce the chip area of the redundant system beyond the multiplicity (the number of redundant systems), and can reduce the overall chip area. This reduction in chip area leads not only to a reduction in physical size but also to a reduction in weight and power consumption. Further, since a general high integration technology can be applied, the development process and the development manufacturing cost of the system are greatly reduced.

非トランジェント・ドーズ対策部にラッチアップが発
生した場合には、電源を一定時間遮断した後に再投入す
る電源制御手段を設けることで、過大なラッチアップ電
流による素子の破壊を防止でき、尚かつ電源遮断の間に
ラッチアップから回復させて正常動作を再開させること
ができる。このような電源遮断,再投入をシステム全体
でなくラッチアップが発生した冗長系毎に,或いは冗長
系の一部毎に,或いは素子毎に行う構成とすることで、
ラッチアップの発生していない個所の処理を継続するこ
とができる。また、トランジェント・ドーズ対策を施す
素子を限定することで、対象素子もバッファ等の限られ
たものとなり、スケールメリットにより開発製造費が大
幅に削減される。
If latch-up occurs in the non-transient / dose countermeasure section, power supply control means that shuts off the power supply for a certain period of time and then turns it on again can be provided to prevent element destruction due to excessive latch-up current, and The normal operation can be resumed by recovering from the latch-up during the cutoff. By shutting off and re-inputting power not for the entire system but for each redundant system in which latch-up has occurred, for each part of the redundant system, or for each element,
It is possible to continue processing at a location where no latch-up has occurred. In addition, by limiting the elements to be subjected to the transient dose countermeasures, the target elements are limited to buffers and the like, and the development and manufacturing costs are greatly reduced due to economies of scale.

第1図は、本発明の第1実施例に係る宇宙機または原
子炉用ロボットに搭載する耐環境性電子装置の構成図で
ある。この耐環境性電子装置は、N重化構成となってお
り、冗長系1−1〜1−Nが通信路8により接続されて
いる。各冗長系1−1〜1−Nにおいて、通信路8に接
続されるインタフェース部2(斜線を施した部分、以
下、対策部ともいう。)の素子群のみをトランジェント
・ドーズ対策を施したプロセスによる素子で構成し、そ
の他の部分の素子群(白抜き部分)はトランジェント・
ドーズ対策は施さずに集積技術により高集積化する。
今、この高集積化部分(以下、非対策部ともいう。)の
素子集積度が、対策部2の素子集積度に対し、M倍であ
ったとする。素子集積度を高めると、前述したように信
頼度が低下するが、これを補償するために、本実施例の
ように少なくともN重化構成(N<M)とする必要があ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device mounted on a spacecraft or a reactor robot according to a first embodiment of the present invention. This environment-resistant electronic device has an N-layer configuration, and redundant systems 1-1 to 1-N are connected by a communication path 8. In each of the redundant systems 1-1 to 1-N, a process in which only the element group of the interface unit 2 (hatched portion, hereinafter also referred to as a countermeasure unit) connected to the communication path 8 is subjected to a transient dose countermeasure. The other element groups (open areas) are transient and
High integration is achieved by integration technology without taking dose measures.
Now, it is assumed that the element integration degree of this highly integrated portion (hereinafter, also referred to as a non-measurement portion) is M times the element integration degree of the countermeasure portion 2. When the degree of element integration is increased, the reliability is reduced as described above. To compensate for this, it is necessary to at least have an N-fold configuration (N <M) as in this embodiment.

第2図は、本発明の第2実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。第1実施例の耐環境性電子装置は、
いずれかの冗長系でラッチアップが発生した場合、シス
テム全体の電源を遮断し,所定時間後に該電源を再投入
しなければならないことがある。これでは、システムの
動作に連続性が保てず、処理を中断しなければならなく
なる。そこで、この第2実施例では、各冗長系1−1〜
1−N対応にラッチアップ検出回路11−1〜11−Nと電
源制御手段12−1〜12−Nを設ける。そして、ラッチア
ップの発生した冗長系のみ電源バス10からの電源供給を
遮断し所定時間後に該電源バス10を当該冗長系に接続す
ることで、当該冗長系における過大電流による破壊を防
止する一方、他の正常な冗長系の動作を継続させること
で、処理の中断を回避する。本実施例によれば、電源の
遮断はラッチアップの発生した冗長系のみに限定される
ので、ラッチアップの発生していない他の冗長系の肩代
わりにより、システム全体としてはラッチアップによる
システム動作の停止がなく、連続した処理が可能とな
る。
FIG. 2 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a second embodiment of the present invention. The environment-resistant electronic device of the first embodiment includes:
When latch-up occurs in any of the redundant systems, it may be necessary to shut down the power supply of the entire system and turn it on again after a predetermined time. In this case, continuity cannot be maintained in the operation of the system, and the processing must be interrupted. Therefore, in the second embodiment, each of the redundant systems 1-1 to 1-1
Latch-up detection circuits 11-1 to 11-N and power supply control means 12-1 to 12-N are provided for 1-N. Then, only the redundant system in which the latch-up has occurred cuts off the power supply from the power supply bus 10 and connects the power supply bus 10 to the redundant system after a predetermined time, thereby preventing the redundant system from being damaged by an excessive current. By continuing the operation of another normal redundant system, interruption of the processing is avoided. According to the present embodiment, the power supply is cut off only to the redundant system in which the latch-up has occurred. Therefore, the system operation as a whole by the latch-up is replaced by the other redundant system in which the latch-up has not occurred. There is no stop and continuous processing becomes possible.

第3図は、第2図に示すラッチアップ検出回路11−i
と電源制御手段12−iの詳細構成図である。ラッチアッ
プ検出回路11−iは、対応する冗長系1−iと電源制御
手段12−iとの間に介挿されるインピーダンス素子22
と、該インピーダンス素子22に流れる電流に応じた検出
値21を出力するトランジスタ23と、インピーダンス素子
22の両端子間の電圧降下を低減させ該インピーダンス素
子22の両端子間電圧が小さくてもトランジスタ23を動作
させるバイアス電源27及バイアス抵抗25,26からなる。
FIG. 3 shows the latch-up detection circuit 11-i shown in FIG.
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a power supply control unit 12-i. The latch-up detection circuit 11-i includes an impedance element 22 inserted between the corresponding redundant system 1-i and the power supply control means 12-i.
A transistor 23 that outputs a detection value 21 corresponding to a current flowing through the impedance element 22;
It comprises a bias power supply 27 and bias resistors 25 and 26 that reduce the voltage drop between both terminals of the impedance element 22 and operate the transistor 23 even if the voltage between both terminals of the impedance element 22 is small.

電源制御手段12−iは、スイッチ手段30と、保持手段
40とからなる。スイッチ手段30は、電源バス10にエミッ
タが、ラッチアップ検出回路11−iを介して冗長系1−
iにコレクタが接続されたスイッチ用トランジスタ31
と、該トランジスタ31のベース抵抗32とでなる。
The power control means 12-i includes a switch means 30 and a holding means.
Consists of 40. The switch means 30 has an emitter connected to the power supply bus 10 via a latch-up detection circuit 11-i.
Switch transistor 31 with collector connected to i
And the base resistance 32 of the transistor 31.

保持手段40は、2つのトランジスタ41,42と,2つの抵
抗43,44と、2つのキャパシタ45、46とでなり、トラン
ジスタ41のベース抵抗43に前記ラッチアップ検出回路11
−iの検出出力21が入力されるようになっている。
The holding means 40 is composed of two transistors 41 and 42, two resistors 43 and 44, and two capacitors 45 and 46.
The detection output 21 of -i is input.

ラッチアップが発生していない場合には、検出出力21
は小さいので、トランジスタ41はオフ状態になってい
る。このため、トランジスタ42はオン状態となり、スイ
ッチ手段30のトランジスタ31はオン状態となって、冗長
系1−iは電源バス10に接続される。
If no latch-up has occurred, detection output 21
Is small, the transistor 41 is off. Therefore, the transistor 42 is turned on, the transistor 31 of the switching means 30 is turned on, and the redundant system 1-i is connected to the power bus 10.

冗長系1−iにラッチアップが発生すると、電源バス
10から冗長系1−iに過大な電流が流れ、検出出力21が
増大してトランジスタ41がオン状態となる。これによ
り、トランジスタ42がオンされてトランジスタ31がオフ
状態となり、冗長系1−iは電源バス10から遮断され
る。
When a latch-up occurs in redundant system 1-i, power supply bus
An excessive current flows from 10 to the redundant system 1-i, the detection output 21 increases, and the transistor 41 is turned on. As a result, the transistor 42 is turned on and the transistor 31 is turned off, and the redundant system 1-i is cut off from the power bus 10.

ラッチアップ現象が無くなり検出出力21が小さくなる
と、それまでにチャージされたキャパシタ45の電位がト
ランジスタ41のベースに印加され、冗長系1−iの電源
遮断状態が維持される。キャパシタ45と抵抗43の時定数
で決まる所定時間が経過すると、トランジスタ41のベー
ス電位が低下してトランジスタ41はオフ状態に遷移し、
これにより、トランジスタ42がオン状態となってトラン
ジスタ31がオン状態となり、冗長系1−iは電源バス10
に再接続される。
When the latch-up phenomenon disappears and the detection output 21 decreases, the potential of the capacitor 45 charged up to that time is applied to the base of the transistor 41, and the power supply cutoff state of the redundant system 1-i is maintained. When a predetermined time determined by the time constant of the capacitor 45 and the resistor 43 elapses, the base potential of the transistor 41 decreases, and the transistor 41 transitions to an off state,
As a result, the transistor 42 is turned on, the transistor 31 is turned on, and the redundant system 1-i is connected to the power bus 10
Will be reconnected.

第2図の第2実施例は、各冗長系1−i全体毎に電源
遮断、再投入を行うラッチアップ検出回路及び電源制御
手段を設けたが、各冗長系1−iの一部毎や素子毎に電
源遮断,再投入を行う構成とすることもできる。第4図
は、ラッチアップ電流の検出感度を向上させた実施例で
あり、冗長系1−iを負荷グループ4−a〜4−nに分
割し、各負荷グループ対応にラッチアップ検出回路50−
a〜50−nを設け、各ラッチアップ検出回路の検出出力
の論理和をORゲート60でとり、このORゲート60の出力で
保持手段40を動作させてスイッチ手段30を制御するよう
にする。
The second embodiment shown in FIG. 2 is provided with a latch-up detection circuit and power supply control means for shutting off and re-entering power for each of the redundant systems 1-i. A configuration in which power is turned off and turned on again for each element can also be adopted. FIG. 4 shows an embodiment in which the detection sensitivity of the latch-up current is improved. The redundant system 1-i is divided into load groups 4-a to 4-n, and a latch-up detection circuit 50- is provided for each load group.
a to 50-n are provided, and the OR of the detection output of each latch-up detection circuit is taken by an OR gate 60, and the output of the OR gate 60 operates the holding means 40 to control the switch means 30.

尚、以下に述べる実施例でも、この電源遮断、再投入
の手段については同様であるが、説明が重複するので、
図示及び説明は省略する。
In the embodiment described below, the means for turning off the power and turning on the power again are the same, but since the description is duplicated,
Illustration and explanation are omitted.

第5図は、本発明の第3実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。本実施例では、各冗長系1−iを夫
々通信路8により単一部である制御回路5に接続してい
る。そして、この単一部である制御回路5を構成する素
子群と、各冗長系1−iの通信路8に接続されるインタ
フェース部2を構成する素子群のみにトランジェント・
ドーズ対策を施し、冗長系1−iの他の構成部分(白抜
き部分)は通常の集積技術により高集積化を図ってい
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, each redundant system 1-i is connected to the control circuit 5 which is a single unit via the communication path 8. Only the element group constituting the control circuit 5 which is a single unit and the element group constituting the interface unit 2 connected to the communication path 8 of each redundant system 1-i are subjected to the transient
Taking measures against the dose, the other components (white portions) of the redundant system 1-i are highly integrated by a normal integration technique.

第6図は、本発明の第4実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。本実施例では、各冗長系1−iをバ
ス6で相互に接続する構成になっており、各冗長系1−
iのバス6への接続個所の素子群2のみにトランジェン
ト・ドーズ対策を施している。そして、非対策部につい
ては、素子集積度を高め、システムの小型軽量化を図っ
ている。
FIG. 6 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, each redundant system 1-i is connected to each other via a bus 6, and each redundant system 1-i is connected to each other.
Only the element group 2 at the connection point of the i to the bus 6 is subjected to a transient dose countermeasure. In the non-measures section, the degree of element integration is increased, and the system is reduced in size and weight.

尚、第4実施例では、バス6で各冗長系を接続した
が、本発明はバスに限るものではなく、種々の形態のネ
ットワークにより冗長系間を接続するシステムにおいて
も、各冗長系のインタフェース部にのみトランジェント
・ドーズ対策を施すことで、本実施例と同等の効果が得
られることはいうまでもない。
In the fourth embodiment, each redundant system is connected by the bus 6. However, the present invention is not limited to the bus, and even in a system in which redundant systems are connected by various types of networks, the interface of each redundant system is used. It is needless to say that an effect equivalent to that of the present embodiment can be obtained by applying a transient dose countermeasure only to the portion.

第7図は、本発明の第5実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。この耐環境性電子装置は、冗長系が
階層構造を有しており、バス6を通して接続される上位
階層を構成する冗長系1−i夫々の下に、バス6′−i
を通して接続される下位階層を構成する冗長系1−i−
1〜1−i−Mがある。そして、上位階層の冗長系と下
位階層の冗長系共に、バスに接続されるインタフェース
部2を構成する素子群にトランジェント・ドーズ対策を
施し、他の部分は非対策部として高集積化する。本実施
例においても、トランジェント・ドーズの影響が他に波
及しないようにインタフェース部のみに対策を施し、そ
の他の領域は高集積化を図っているので、システム全体
の小型軽量化が図れる。
FIG. 7 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a fifth embodiment of the present invention. In this environment-resistant electronic device, a redundant system has a hierarchical structure, and a bus 6'-i is provided below each of the redundant systems 1-i constituting an upper hierarchy connected through the bus 6.
Redundant system 1-i- constituting the lower hierarchy connected through
There are 1-1-i-M. In both the upper-layer redundant system and the lower-layer redundant system, the element group constituting the interface unit 2 connected to the bus is subjected to a transient dose countermeasure, and the other parts are highly integrated as non-countermeasure units. Also in this embodiment, measures are taken only in the interface section so that the influence of the transient dose does not spread to other parts, and the other areas are highly integrated, so that the whole system can be reduced in size and weight.

第8図は、本発明の第6実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。本実施例では、冗長系に接続される
制御回路5をN重化し、各制御回路5−1〜5−Nを夫
々バスインタフェース回路9−1〜9−Nを介してバス
6に接続している。そして、各冗長系のインタフェース
部2と、各制御回路と、各バスインタフェース回路とに
トランジェント・ドーズ対策を施し、各冗長系の他の領
域を非対策部として高集積化を図っている。
FIG. 8 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the control circuit 5 connected to the redundant system is made N-fold, and the control circuits 5-1 to 5-N are connected to the bus 6 via the bus interface circuits 9-1 to 9-N, respectively. I have. Then, a transient dose countermeasure is applied to the interface unit 2 of each redundant system, each control circuit, and each bus interface circuit, and high integration is achieved by using other areas of each redundant system as non-measures.

第9図は、本発明の第7実施例に係る耐環境性電子装
置の構成図である。第6実施例に比べて、本実施例で
は、各バスインタフェース回路9−iのみに対しトラン
ジェント・ドーズ対策を施し、制御回路5−iや各冗長
系のインタフェース部2も非対策部として高集積化を図
っている。尚、バスインタフェース回路にトランジェン
ト・ドーズ対策を施す場合、バスインタフェース回路全
体に施す必要はなく、バス6との接続個所における素子
群のみに施せばよい。
FIG. 9 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a seventh embodiment of the present invention. Compared with the sixth embodiment, in this embodiment, a transient dose countermeasure is applied only to each bus interface circuit 9-i, and the control circuit 5-i and each redundant interface unit 2 are also highly integrated as non-countermeasure units. It is trying to make it. When a measure against transient dose is applied to the bus interface circuit, it is not necessary to apply the measure to the entire bus interface circuit, but only to the element group at the connection point with the bus 6.

第6,第7実施例のように、バスインタフェース回路に
トランジェント・ドーズ対策を施すことで、トランジェ
ント・ドーズの影響によるバスインタフェース回路の誤
動作を回避できる。尚、第6,第7実施例に、前述した電
源遮断,再投入の機能を付加する場合には、各制御回路
に接続される冗長系のグループ毎に電源遮断手段等を設
けることで、トランジェント・ドーズの影響をその冗長
系のグループ内に封じ込めることができ、システム全体
への波及を防止できる。
As in the sixth and seventh embodiments, by taking measures against the transient dose in the bus interface circuit, malfunction of the bus interface circuit due to the influence of the transient dose can be avoided. In the case where the above-described power cut-off and power-on functions are added to the sixth and seventh embodiments, a power cut-off means or the like is provided for each redundant system group connected to each control circuit, so that transients can be provided. -The effect of the dose can be contained within the redundant group, and the influence on the entire system can be prevented.

第10図、第11図は、冗長系の内部構成図である。この
例における冗長系は、マイクロプロセッサ101と、ROM10
2と、RAM103と、インタフェース105とがローカルバス10
0で相互に接続されてなり、通常のコンピュータの構成
と同じである。更に、この冗長系には、フォールト・ト
レラント・システムで冗長系の暴走を検出するために設
けられるウォッチドッグタイマ等の各種誤り検出回路10
4がローカルバス100に接続されている。尚、フォールト
・トレラント・システムでは、RAM103に誤り訂正符号EC
Cを付加することが多い。この冗長系と外部のバス6と
は、インタフェース105に接続されたバッファ106を介し
て接続されるようになっている。
FIG. 10 and FIG. 11 are internal configuration diagrams of the redundant system. The redundant system in this example includes a microprocessor 101 and a ROM 10
2, the RAM 103, and the interface 105 are connected to the local bus 10
It is connected to each other by 0, and has the same configuration as a normal computer. Further, the redundant system includes various error detection circuits 10 such as a watchdog timer provided for detecting runaway of the redundant system in a fault-tolerant system.
4 is connected to the local bus 100. In the fault-tolerant system, the error correction code EC is stored in the RAM 103.
C is often added. The redundant system and the external bus 6 are connected via a buffer 106 connected to the interface 105.

第10図の例では、バッファ106のみにトランジェント
・ドーズ対策を施している。バッファ106はラッチアッ
プが発生しないので、このバッファ106を対策部(第1
図のインタフェース部2)とすることで、ラッチアップ
による他の冗長系への影響を防ぐことができる。
In the example of FIG. 10, only the buffer 106 is subjected to a transient dose countermeasure. Since no latch-up occurs in the buffer 106, the buffer 106 is
By adopting the interface unit 2) shown in the figure, it is possible to prevent the influence of the latch-up on other redundant systems.

第11図の例では、バッファ106の他に、インタフェー
ス105にもトランジェント・ドーズ対策を施している。
インタフェース105では、ラッチアップやシングルイベ
ント・アップセット等が発生しないので、これらによる
影響が他の冗長系に波及することがない。
In the example shown in FIG. 11, a transient dose countermeasure is applied to the interface 105 in addition to the buffer 106.
In the interface 105, since latch-up, single-event upset, and the like do not occur, the influence of these does not affect other redundant systems.

尚、冗長系での誤り検出をより完全に行うために、ウ
ォッチドッグタイマ104やECC符号化復号化回路等にもト
ランジェント・ドーズ対策を施してもよいことはいうま
でもない。
It is needless to say that the watchdog timer 104, the ECC encoding / decoding circuit, and the like may be provided with a transient / dose countermeasure in order to more fully perform error detection in the redundant system.

上述した各実施例によれば、フォールト・トレラント
技術とトランジェント・ドーズ対策を施したプロセスと
を組み合わせ、システムの一部分のみにトランジェント
・ドーズ対策を施すことで他の大部分の非対策部の素子
集積度を通常の集積技術で高めかつ多重化構成とするこ
とができるので、システムの信頼性を損なうことなくシ
ステム全体の小型軽量化を図ることができ、論理回路を
構成とするトランジスタの面積が小さくなって消費電力
の低減が図れ、動作の高速化が図れる。また、非対策部
には既に開発された部品やその開発成果をそのまま適用
できるので、開発工程の短縮や開発費の削減も可能とな
る。
According to each of the above-described embodiments, the fault-tolerant technology is combined with the process in which transient dose measures are taken, and only a part of the system is subjected to transient dose measures, so that the element integration of most other non-measures parts is performed. The degree of integration can be increased by ordinary integration technology and a multiplexed configuration can be achieved, so that the entire system can be reduced in size and weight without deteriorating the reliability of the system, and the area of transistors constituting a logic circuit can be reduced. As a result, power consumption can be reduced, and the operation can be speeded up. In addition, the already developed parts and the development results thereof can be directly applied to the non-measures part, so that the development process can be shortened and the development cost can be reduced.

[発明の効果] 本発明によれば、近年の高集積化の技術をそのまま適
用して製造することができる低コスト,小型軽量且つ、
トランジェント・ドーズの影響がシステム全体に波及す
ることのない耐環境性電子装置を得ることができる。ま
た、ラッチアップが発生したときにシステム全体の電源
を遮断することなく、システム動作の連続性を保持でき
る。
[Effects of the Invention] According to the present invention, low cost, small size and light weight that can be manufactured by applying the recent high integration technology as they are,
It is possible to obtain an environment-resistant electronic device in which the influence of the transient dose does not affect the entire system. Further, the continuity of the system operation can be maintained without shutting off the power supply of the entire system when the latch-up occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例に係る耐環境性電子装置の
構成図、第2図は本発明の第2実施例に係る耐環境性電
子装置の構成図、第3図は第2図に示すラッチアップ検
出回路と電源制御手段の詳細構成図、第4図は電源制御
手段の別構成図、第5図,第6図,第7図,第8図,第
9図は夫々本発明の第3,第4,第5,第6,第7実施例に係る
耐環境性電子装置の構成図、第10図,第11図は夫々別の
実施例における冗長系の内部構成図、第12図,第13図は
夫々従来の耐環境性電子装置の構成図、第14図,第15
図,第16図は従来の耐環境性電子装置の問題点の説明図
である。 1−i……冗長系、2……インタフェース部(トランジ
ェント・ドーズ対策部)、5……単一部(出力切替回
路,多数決回路)、6……バス、8……通信路、10……
電源バス、11−i……ラッチアップ検出回路、12−i…
…電源制御手段、30……スイッチ手段、40……保持手
段。
FIG. 1 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a detailed configuration diagram of the latch-up detection circuit and the power supply control means shown in FIG. 4, FIG. 4 is another configuration diagram of the power supply control means, and FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of an environment-resistant electronic device according to the third, fourth, fifth, sixth, and seventh embodiments of the invention; FIGS. 10 and 11 are internal configuration diagrams of a redundant system in another embodiment; 12 and 13 are configuration diagrams of a conventional environment-resistant electronic device, and FIGS.
FIG. 16 and FIG. 16 are explanatory diagrams of the problems of the conventional environment-resistant electronic device. 1-i Redundant system, 2 Interface unit (transient / dose countermeasure unit), 5 Single unit (output switching circuit, majority circuit), 6 Bus, 8 Communication channel, 10
Power bus, 11-i ... Latch-up detection circuit, 12-i ...
... power control means, 30 switch means, 40 holding means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−138939(JP,A) 特開 昭59−16199(JP,A) 特開 平1−283954(JP,A) 特開 昭63−73436(JP,A) 実開 昭64−24464(JP,U) 実開 昭64−57537(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 11/16 - 11/20 G11C 11/34 - 11/40 H01L 21/00 H01L 27/00 G21C 17/00 - 17/14 G05B 19/18 - 19/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-138939 (JP, A) JP-A-59-16199 (JP, A) JP-A-1-283954 (JP, A) JP-A-63-1988 73436 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 64-24464 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 64-57537 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 11/16-11 / 20 G11C 11/34-11/40 H01L 21/00 H01L 27/00 G21C 17/00-17/14 G05B 19/18-19/46

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トランジェント・ドーズ対策を施したプロ
セスによる素子で構成した単一部の他に、多重化した冗
長系を備える耐環境性電子装置において、前記各冗長系
の構成部のうち冗長系の間あるいは冗長系と前記単一部
との間を接続するインターフェース部をトランジェント
・ドーズ対策を施したプロセスによる素子で構成すると
共に各冗長系の前記インタフェース部以外の他の構成部
をトランジェント・ドーズ対策を施さないプロセスによ
る素子で構成し、前記各冗長系のトランジェント・ドー
ズ対策を施さないプロセスによる素子で構成された構成
部の素子集積度を前記トランジェント・ドーズ対策を施
したプロセスによる素子で構成された構成部の素子集積
度のM倍とすると共に前記冗長系のトランジェント・ド
ーズ対策を施さないプロセスによる素子で構成された構
成部を信頼度を補償するN重化構成(N<M)としたこ
とを特徴とする耐環境性電子装置。
1. An environment-resistant electronic device having a multiplexed redundant system in addition to a single unit constituted by an element formed by a process in which a measure against a transient dose is taken, wherein the redundant system comprises a redundant system. And the interface connecting between the redundant system and the single unit is constituted by an element formed by a process taking measures against transient dose, and the other components other than the interface of each redundant system are subjected to transient dose. It is configured by an element by a process that does not take a measure, and the element integration degree of a component part configured by an element by a process that does not take a transient dose measure of each of the redundant systems is made up of an element by a process that takes the transient dose measure. M times as large as the element integration degree of the component part, and measures against the transient dose of the redundant system should be taken. N redundant configuration which compensates the reliability of the structure portion constituted by the element by a process (N <M) and to environmental resistance electronic device, characterized in that the.
【請求項2】冗長化構成を持たない単一部と、多重化し
た冗長系とを備える耐環境性電子装置において、前記冗
長系のインタフェース部と前記単一部とをトランジェン
ト・ドーズ対策を施したプロセスによる素子で構成する
と共に各冗長系のインタフェース部と前記単一部以外を
トランジェント・ドーズ対策を施さないプロセスによる
素子で構成し、前記冗長系のトランジェント・ドーズ対
策を施さないプロセスによる素子で構成された構成部の
素子集積度を前記単一部の素子集積度のM倍とすると共
に前記冗長系のトランジェント・ドーズ対策を施さない
プロセスによる素子で構成された構成部を信頼度を補償
するN重化構成(N<M)としたことを特徴とする耐環
境性電子装置。
2. An environment-resistant electronic device comprising a single unit having no redundant configuration and a multiplexed redundant system, wherein the interface unit of the redundant system and the single unit are subjected to a transient dose countermeasure. In addition, the redundant interface unit and the single unit other than the single unit are constituted by elements not subjected to the transient dose countermeasures, and the elements constituted by the process not subjected to the redundant system transient dose countermeasures. The device integration degree of the configured component is set to M times the device integration density of the single unit, and the reliability of the component configured by the process using no process for taking measures against the transient dose of the redundant system is compensated. An environment-resistant electronic device having an N-fold configuration (N <M).
【請求項3】請求項1または請求項2において、ラッチ
アップ発生時に該ラッチアップに係る冗長系の全部また
は一部毎に或いは素子毎に電源を遮断し所定時間後に該
電源を再投入する電源制御手段を備えることを特徴とす
る耐環境性電子装置。
3. The power supply according to claim 1, wherein at the time of occurrence of latch-up, the power supply is shut off for all or a part of the redundant system related to the latch-up or for each element, and is turned on again after a predetermined time. An environment-resistant electronic device comprising a control unit.
【請求項4】放射線環境下に置かれる耐環境性電子装置
において、トランジェント・ドーズ対策を施した第1回
路部分の他にトランジェント・ドーズ対策を施さない第
2回路部分を設け、前記第1回路部分の少なくとも一部
は冗長化構成とし、前記第2回路部分の素子集積度を第
1回路部分の素子集積度のM倍とすると共に該第2回路
部分を信頼度を補償するN重化構成(N<M)としたこ
とを特徴とする耐環境性電子装置。
4. An environment-resistant electronic device to be placed in a radiation environment, wherein a second circuit portion not subjected to a transient dose countermeasure is provided in addition to a first circuit portion subjected to a transient dose countermeasure. At least a part of the portion has a redundant configuration, and the element density of the second circuit portion is M times the element density of the first circuit portion, and the second circuit portion has an N-layer configuration for compensating the reliability. An environment-resistant electronic device, wherein (N <M).
【請求項5】宇宙環境に置かれ各種電子制御を行う電子
装置を搭載した宇宙機において、前記電子装置として請
求項1乃至請求項4のいずれかに記載の耐環境性電子装
置を搭載したことを特徴とする宇宙機。
5. A spacecraft equipped with an electronic device placed in a space environment and performing various electronic controls, wherein the environment-resistant electronic device according to claim 1 is mounted as the electronic device. A spacecraft characterized by the following.
【請求項6】放射線環境下で電子装置の制御に基づき作
業を行う原子炉用ロボットにおいて、前記電子装置とし
て請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の耐環境性電
子装置を搭載したことを特徴とする原子炉用ロボット。
6. A nuclear reactor robot operating under the control of an electronic device under a radiation environment, wherein the environmentally resistant electronic device according to claim 1 is mounted as the electronic device. A reactor robot characterized by the following:
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